第1章电信交换基础3

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1、主讲人：罗桂兰 大理学院数学与计算机学院 Email: yongxin_fly 电话：15096962494 通信工程教研室：工科楼302,现代交换技术,课件制作人：罗桂兰,课程导论,课件制作人：罗桂兰,参考教材,教材 桂海源，张碧玲. 现代交换原理（第4版）.人民邮电出版社,2013年1月.(普通高等教育“十一五”国家级规划教材) 参考教材 姚军, 李传森.现代交换技术(第2版). 北京大学出版社，2013-05 王卓鹏等.现代交换技术. 清华大学出版社，2014.4,课件制作人：罗桂兰,课程性质 专业教育必修课程 成绩评定： 总成绩=平时 (40%)+期末考试(60%) 平时：10%考勤+

2、20%作业+ 40% 期中考试+30%实验+奖励 学时学分(3学分)：总学时48=理论30+实验18（实验课从第5周开始，分成2大组，两组轮流上，每组排队上）,课程要求,课程意义,近20年来，程控数字电话网在我国得到了飞速的发展。我国数字电话网是我国最大的一个网络。因此掌握程控交换机的基本原理，对从事通信工程的技术人员来说是十分必要的。 通过本课程的学习，将掌握程控数字交换、No.7信令系统、综合业务数字网、智能网、软件换及下一代网络的结构，为从事程控交换系统开发、计算机通信系统与电话网的接口的开发、设计和维护打下必要的基础。,课件制作人：罗桂兰,课程内容,第1章 电信交换基础 第2章 信令系

3、统 第3章 程控交换技术 第4章 移动交换技术,第5章 智能网 第6章 NGN与软交换,课件制作人：罗桂兰,课程目的,电信交换基础,信令 系统,程控交换技术,移动交换技术,智能网,分组交换技术,NCN与软交换,多媒体IP网络传输,基础,传统交换网络,软交换网络,了解,理解,掌握,课件制作人：罗桂兰,现代交换技术,概念辨别：,通信？,通信网？,电信？,交换？,通信,课件制作人：罗桂兰,现代交换技术,通信是人与人之间通过某种介质进行的信息交流与传递。 从广义上说，无论采用何种方法，使用何种介质，只要将信息从一地传送到另一地，均可称为通信。,电信,由“通信”到“电信”，一字之差，却牵动一场革命，拉开

4、了人类信息彼此沟通和飞速发展的帷幕，我们今天常说的通信，通常是指电通信，简称电信。 国际电联关于电信的定义是：使用有线电、无线电、光或其他电磁系统的通信。 人类用电来传送信息的历史是由电报开始的。 19世纪30年代之后，人们开始探索用电磁现象来传送音乐和话音的方法。1876年，美国人贝尔发明了电话。,课件制作人：罗桂兰,现代交换技术,点对点通信系统,从古代的烽火台、击鼓、驿站快马接力、信鸽、旗语等到现代的电通信，通信技术发生了天翻地覆的变化。,信源,载体,信宿,通常把信息的发生者称为信源，信息的接收者称为信宿，传播信息的介质称为载体，信源和信宿之间的信息传输途径与设备称为信道。,信道,电信号、

5、光信号,电信号、光信号,用户间全互连方式,当用户数量增加时，要实现用户间的相互通信，最直接的方法是把所有终端两两相连。,全互连方式存在缺点： （1）线路投资成本高。 （2）终端设备需要的接口数量多。 （3）实用化程度低。 （4）管理维护不方便。,用户间通过交换设备连接,为解决这些问题，可以设想在用户分布密集的中心处安装一个设备，每个用户都用一条线路（用户线）与该设备相连。,通信网,通信最基本的形式是在点与点之间建立通信系统，但这不能称为通信网。 只有将许多的终端系统通过若干交换系统，按一定拓扑结构组合在一起进行终端之间的相互通信，才能称之为通信网。 通信网是一种使用交换设备、传输设备，将地理上

6、分散的用户终端设备互连起来，实现通信和信息交换的系统。 通信网由用户终端设备、交换设备和传输设备组成。,课件制作人：罗桂兰,现代交换技术,由多台交换机组成的通信网,1.中继线：交换设备间的传输线路称为中继线路； 2.用户线：用户终端设备至交换设备之间的传输线路称为用户线路。,由多台交换机组成的通信网,3. 用户交换机（PBX）：直接连接话机或终端的交换机。用户交换机的中继线与市话交换机用户线相连。 PBX的每一条中继线对于市话交换机来说只相当于一个普通电话机用户线，仅话务量较大。,由多台交换机组成的通信网,4. 市话交换机（或称本地交换机）：直接连接用户交换机、用户电话机或其他终端的交换机。相

7、应的交换局称为端局或市话局。,由多台交换机组成的通信网,5.汇接交换机：仅与各交换机连接的交换机。当各交换机距离很远时也称为长途交换机。,课件制作人：罗桂兰,现代交换技术,回顾： 通信网的工作方式是什么？,通信网的工作方式,课件制作人：罗桂兰,现代交换技术,在由多台交换机组成的通信网中，信息在网络中由信源传送到信宿有两种方式： 面向连接（Connection Oriented，CO） 无连接（Connectionless，CL）。,面向连接网络的工作方式,无连接网络的工作方式,面向连接网络和无连接网络的主要区别,面向连接网络用户的通信总要经过建立连接、信息传送、拆除连接3个阶段，连接的建立需要

8、一个时间过程；而无连接网络不为用户的通信过程建立和拆除连接。 面向连接网络中的每一个交换机为每一个呼叫选路，交换机中需要有维持连接的状态表；而无连接网络中的每一个交换机为每一个传送的信息选路，交换机不需要维持连接的状态表。,用户信息量较大时，采用面向连接的通信方式的效率高；否则，使用无连接的方式要好一些。,交换,交换设备是通信网的重要组成部分。交换的目的就是将交换机入端的信息按照用户的需要转移到出端。 从通信资源分配的角度来看，交换就是按照某种方式动态地为传输线路分配资源的一种运作方式，这种动态分配资源的技术即称之为交换技术。 交换技术可以说是新网络时代的核心，具有强大的寻址能力，不仅解决了网

9、络智能化的问题，也促进了网络的发展。,课件制作人：罗桂兰,现代交换技术,交换方式分类,现代通信网中各种交换技术比较,电路交换是最早出现的一种交换方式，电话交换就是电路交换方式的一个典型应用。,课件制作人：罗桂兰,第1章 电信交换基础,课件制作人：罗桂兰,1.1 电话交换的基本原理 1.2 电话交换机的基本类型及发展 1.3 主要的交换方式 1.4 我国电话通信网的结构和编号计划,本章主要内容,课件制作人：罗桂兰,1.1 电话交换的基本原理,回顾： 计算机网络中“交换”的内容和方式是什么？,多媒体信息,分组交换 （ATM交换、帧中继）,1.1.1电话通信网的基本组成及功能,电话通信网的基本组成设

10、备是终端设备、传输设备、交换设备。 终端设备：简单的是电话机，电话机的基本功能是完成声电转换和信令功能，将人的话音信号转换为交变的话音电流信号，并完成简单的信令功能。 传输设备：功能是将电话机和交换机、交换机与交换机连接起来。常用的传输设备有电缆、光纤等。 交换机：基本功能是完成交换，即将不同的用户连接起来，以便完成通话。,课件制作人：罗桂兰,电话通信网,课件制作人：罗桂兰,现代交换技术,电话交换机,课件制作人：罗桂兰,现代交换技术,电话交换机,课件制作人：罗桂兰,现代交换技术,1.1.2电话机的基本组成及工作原理,1、电话机的基本组成及功能 通话设备：包括送话器、受话器以及必要的接口电路。其

11、主要功能是完成声电转换和电声转换。 信令设备：包括发号的号盘和接收呼叫指示的振铃装置。其主要功能是完成信令的发送与接收。 转换设备-叉簧：其主要功能是使用户线在通话设备与振铃设备之间转换，接通或断开用户直流环路。,课件制作人：罗桂兰,电话机的通话过程,当发话者拿起电话机对着送话器讲话时，声带的振动激励空气振动，形成声波。 声波作用于送话器上，使之产生电流，称为话音电流。 话音电流沿着线路传送到对方电话机的受话器内。 而受话器作用与送话器刚好相反把电流转化为声波，通过空气传至人的耳朵中。 这样，就完成了最简单的通话过程。,课件制作人：罗桂兰,1.1.2电话机的基本组成及工作原理,2、电话机的基本

12、工作原理 （1）拨号脉冲电话机的工作原理,课件制作人：罗桂兰,（2）双音多频（DTMF）电话机的工作原理,DTMF信号用高、低两个不同的频率来代表一个拨号数字。,DTMF信号的频带范围在话音频带的范围中，所以能通过交换机的数字交换网络和局间数字中继正确传输。,1.1.3交换机的基本组成及工作原理,1、交换机的基本组成 交换机的硬件系统由用户电路、中继器、交换网络、信令设备和控制系统这几部分组成。,课件制作人：罗桂兰,用户电路：用户电路是交换机与用户话机的接口。,中继器： 中继器是交换机与交换机之间的接口。,信令设备： 用来接收和发送信令信息。,交换网络： 交换网络用来完成任意两个用户之间，任意

13、一个用户与任意一个中继器之间，任意两个中继器之间的连接。 控制系统：是交换机的指挥中心，接收各个话路设备发来的状态信息，确定各个设备应执行的动作，向各个设备发出驱动命令，协调各设备共同完成呼叫处理和维护管理任务。,2、本局呼叫处理的基本过程,用户呼出阶段 数字接收及分析阶段 通话建立阶段 通话阶段 呼叫释放阶段 从以上呼叫处理的过程可看出，可将呼叫的全过程划分为若干个稳定状态，交换机每次对呼叫的处理，总是使呼叫由一个稳定状态转移到另一个稳定状态。,课件制作人：罗桂兰,1.2 电话交换机的类型及发展,回顾： 计算机网络中“交换机”的作用是什么？,交换机的几种类型：,人工电话交换机、机电制交换机、

14、模拟程控交换机和数字程控交换机。现在又出现了软交换机和IP电话。 人工电话交换机：由话务员完成转接的。 机电制电话交换机：主要有步进制交换机和纵横制交换机。,课件制作人：罗桂兰,现代交换技术,3.程控交换机 模拟程控交换机：控制部分采用计算机控制，而话路部分传送和交换的仍然是模拟的话音信号。 数字程控交换机：控制部分采用计算机，话路部分交换的是经过脉冲编码调制（PCM；Pulse Code Modulation）后的数字化的话音信号，数字交换机的交换网络是数字交换网络，用户话机发出的模拟话音信号在数字交换机的用户电路上要转换为PCM信号。,课件制作人：罗桂兰,现代交换技术,1965年，美国开通

15、了世界上第一台程控交换机，20世纪70年代开始出现了数字程控交换机。,4.软交换 软交换技术是NGN网络的核心技术，为下一代网络(NGN)具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能。软交换技术独立于传送网络，主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务，并向第三方提供可编程能力。,实验课主要是软交换实验,课件制作人：罗桂兰,1.3 主要的交换方式,现代通信网中采用的主要交换方式： 电路交换 分组交换,1.3.1 电路交换,电路交换方式是指两个用户在相互通信时使用一条实际的物理链路，在通信过程中自始至终使用该条链路进行信

16、息传输，并且不允许其它计算机或终端同时共享该链路的通信方式。,电路交换基本原理,1.3.1 电路交换,电路交换方式是指两个用户在相互通信时使用一条实际的物理链路，在通信过程中自始至终使用该条链路进行信息传输，并且不允许其它计算机或终端同时共享该链路的通信方式。,电路交换的特点是： 在通信开始时要首先建立连接； 一个连接在通信期间始终占用该电路 交换机对传输的信息不作处理 一旦连接建立以后，信息在系统中的传输时延基本上是一个恒定值。,电路交换适合传输信息量较大且传输速率恒定的业务，如电话通信业务，但不适合突发性要求高和对差错敏感的数据业务。,1.3.2 分组交换,分组交换（Packet Switching）是数据通信的一种交换方式。它利用存储转发的方式进行交换。分组交换有两种方式： 虚电路方式（面向连接） 所谓虚电路是指两个用户在进行通信之前要通过网络建立逻辑上的连接。 数据报方式（面向无连接） 数据报方式是独立地传送每一个数据分组。,第4章 网络层,应用层 运输层 网络层 数据链